(57)【要約】【課題】ＤＣモータや、マイクロコンピュータとう搭載した制御回路を使用することなく、低消費電力化、回転むらを抑制することでの静音化を実現できるシーリングファンを提供することを目的としている。【解決手段】固定子４の外周側に、所定の空隙を空けて、回転自在に保持されたかご形回転子３が配設し、かご形回転子３の内径側にはアルミで形成された導体バー５が設けられ、導体バー５の外側には永久磁石６が配置され、導体バー５と永久磁石６とは共にスキューが施した電動機を搭載したシーリングファンとすることによって、商用交流電源の電源周波数に同期した回転数にて一定回転で運転するとともに、導体バー５に発生する誘導電流が極めて少なくできるので、低消費電力化、回転むらを抑制することでの静音化を実現できるシーリングファンが得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線を巻装した固定子と、この固定子の外周側に対向して位置し、内周側に導体バーを有するかご形回転子を回転自在に設け、このかご形回転子には複数の回転翼を取付け、前記かご形回転子には、前記導体バーの外周側に永久磁石を配し、始動時は、前記導体バーに誘導電流を発生させて滑りに対応して回転、加速し、定常時は商用交流電源の電源周波数に同期した回転数で一定運転し、前記永久磁石はスキューしていることを特徴とするシーリングファン。
【請求項２】
前記永久磁石は異方性のサマリウム・鉄・窒素磁粉と異方性のネオジウム・鉄・ホウ素磁粉を混合したボンド磁石であることを特徴とする請求項１記載のシーリングファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋の天井に取付けて使用される電動機を備えたシーリングファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、シーリングファンにおいては、冷暖房機器と併用して使用されるようになり、夏季には天井から涼風を供給するとともに、冷房時に床面に偏っている冷気を拡散させるように使用される。また、冬季にはリバース運転により天井面に偏っている暖気を床面方向に移動させるように使用される。このように使用されることによって、室内の温度を均一化させる機能が快適で健康にもよく、かつ冷暖房機器を省エネ運転できる経済効果より普及が広がりつつある。そのため、シーリングファンは、比較的運転時間が長い電気機器となり、小型化、薄型化、デザイン性の追求をした上で、高効率化、回転むらを抑制することでの静音化が求められている。
【０００３】
従来、この種のシーリングファンは、特許文献１および特許文献２に開示された構成のものが知られている。
【０００４】
以下、そのシーリングファンについて図５を参照しながら説明する。
【０００５】
図に示すように、外転型のＤＣモータ１４０と、このＤＣモータ１４０を制御する制御部と、ＤＣモータ１４０の外転部に取り付けた複数の回転翼１５０と、ＤＣモータのモータ軸に連結した天井吊り下げ用のジョイント金具を有し、制御部を構成する第１のプリント基板１６１と第２のプリント基板１６２を上下に重ねた構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１９９９８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来のシーリングファンによれば、ＤＣ電源やモータ駆動回路などを設置するためのスペース確保や、デザイン性追求のために、内蔵するプリント基板を分割して配置する必要が生じるなど、小型化、薄型化が簡単にはできないという課題があり、ＤＣ電源やモータ駆動回路などを必要とするＤＣモータを用いることなく、低消費電力化、回転むらを抑制することでの静音化を実現できることが要求されている。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ＤＣモータを使用することなく、低消費電力化、回転むらを抑制することでの静音化を実現できるシーリングファンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、電機子巻線を巻装した固定子と、この固定子の外周側に対向して位置し、内周側に導体バーを有するかご形回転子を回転自在に設け、このかご形回転子には複数の回転翼を取付け、前記かご形回転子には、前記導体バーの外周側に永久磁石を配し、始動時は、前記導体バーに誘導電流を発生させて滑りに対応して回転、加速し、定常時は商用交流電源の電源周波数に同期した回転数で一定運転し、前記永久磁石はスキューしていることを特徴とするシーリングファンとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電機子巻線を巻装した固定子と、この固定子の外周側に対向して位置し、内周側に導体バーを有するかご形回転子を回転自在に設け、このかご形回転子には複数の回転翼を取付け、前記かご形回転子には、前記導体バーの外周側に永久磁石を配し、始動時は、前記導体バーに誘導電流を発生させて滑りに対応して回転、加速し、定常時は商用交流電源の電源周波数に同期した回転数で一定運転し、前記永久磁石はスキューしていることを特徴とするシーリングファンの構成にしたことにより、電源投入後、滑らかに加速するとともに、速やかに定常運転に移行し、定常運転時は永久磁石の磁束により、回転するので、導体バーに流れる電流および電機子巻線に流れる電流が減少するため、高効率となるとともに、負荷変化が生じても、商用交流電源の電源周波数に同期して回転数一定で運転するので、ＤＣモータを使用することなく、低消費電力化、回転むら抑制による静音化を実現できるシーリングファンが提供できるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシーリングファンを示す側面図
【図２】同シーリングファンを示すブロック図
【図３】同電動機の構成を示す分解斜視図
【図４】同電動機の回転数−トルク特性の一例を示すグラフ
【図５】従来のシーリングファンの内部構造を示す側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載のシーリングファンは、電機子巻線を巻装した固定子と、この固定子の外周側に対向して位置し、内周側に導体バーを有するかご形回転子を回転自在に設け、このかご形回転子には複数の回転翼を取付け、前記かご形回転子には、前記導体バーの外周側に永久磁石を配し、始動時は、前記導体バーに誘導電流を発生させて滑りに対応して回転、加速し、定常時は商用交流電源の電源周波数に同期した回転数で一定運転し、前記永久磁石はスキューしていることを特徴とするシーリングファンの構成を有する。これにより、電源投入後、滑らかに加速するとともに、速やかに定常運転に移行し、定常運転時は永久磁石の磁束により、回転するので、導体バーに流れる電流および電機子巻線に流れる電流が減少するため、高効率となるとともに、負荷変化が生じても、商用交流電源の電源周波数に同期して回転数一定で運転するので、ＤＣモータを使用することなく、低消費電力化、回転むら抑制による静音化できるという効果を奏する。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図４に示すように、天井１４に支柱１５を介してシーリングファンの本体１が吊り下げられており、本体１には複数の回転翼８が設けられ、内部には電動機１１を内蔵している。支柱１５には中空棒状のシャフト９が接続されており、シャフト９の外周には、主巻線２ａと補助巻線２ｂより成る電機子巻線２を巻装した固定子４が固定されている。この固定子４の外周側には、所定の空隙を空けて、回転自在に保持されたかご形回転子３が配設されている。かご形回転子３の内径側にはアルミで形成された導体バー５が設けられ、導体バー５の外側には永久磁石６が配置され、導体バー５と永久磁石６とは共にスキューが施されている。そして、永久磁石６は異方性のサマリウム・鉄・窒素磁粉と異方性のネオジウム・鉄・ホウ素磁粉を混合したボンド磁石で、サマリウム・鉄・窒素磁粉の粒径は２〜３μｍで、ネオジウム・鉄・ホウ素磁粉の粒径は５０〜１００μｍで、バインダのベース材質はＰＡ１２である。運転コンデンサ１０は、シーリングファンが実使用時において、負荷変動によって脱調することなく、商用交流電源の電源周波数に同期した回転数にて一定回転で運転が継続できる程度の容量設定がされている。始動コンデンサ１２は、電動機１１への電源投入後の始動時において、速やかに加速するよう容量設定されており、同期運転状態において、ＰＴＣサーミスタ１３によって切り離される。そして、電動機１１は本体カバー１７と上部カバー１６とで覆われた構成である。
【００１５】
このような本発明のシーリングファンによれば、図４の回転数−トルク特性のグラフに示すように、始動時は導体バー５に誘導電流が発生することで滑りに対応した回転トルクが発生して動作する。その後、永久磁石６の磁力と固定子４の電機子巻線２による電磁石の磁力の吸引力によって回転し、導体バー５に発生する誘導電流が極めて少ない高効率運転モードへ移行する。このようにして、商用交流電源の電源周波数に同期した回転数にて一定回転で運転するので、ＤＣ電源を必要とするＤＣモータや、マイクロコンピュータを搭載した制御回路を使用することなく、負荷変化が生じても、低消費電力化ができるとともに、回転数一定運転ができることによって、回転むら抑制による静音化を実現できる特性が得られる。
【００１６】
また、導体バー５と永久磁石６はスキューされているので、電源投入時など誘導機としての動作においては滑らか加速し、同期機としての動作への移行が滑らかとなる。さらに、同期運転時のトルクリプルも小さくなるため、低振動・低騒音化を実現したシーリングファンが得られる。
【００１７】
また、永久磁石６は磁粉粒径の小さい異方性のサマリウム・鉄・窒素磁粉と、磁粉粒径の大きな異方性のネオジウム・鉄・ホウ素磁粉を混合したボンド磁石としているので、磁粉の充填率が向上することで、磁束密度が高くなる。さらに、ネオジウム・鉄・ホウ素磁粉がサマリウム・鉄・窒素磁粉の磁化反転を抑制するので、保持力が向上し、電源周波数に同期して回転するトルクが高くなる。そのため、負荷変動に対する耐力の強いシーリングファンが得られる。
【００１８】
なお、本実施の形態１では、始動コンデンサ１２とＰＴＣサーミスタ１３とを設ける構成としたが、誘導機としての始動から同期運転への移行に影響が無ければ、始動コンデンサ１２とＰＴＣサーミスタ１３とを設けることなく、運転コンデンサ１０のみで、始動も同期運転も行う構成としても良く、その作用効果に差異は生じない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上のように、本発明にかかるシーリングファンは本体部が小型軽量かつ外形がシンプルで、設置工事が容易で操作がしやすいものであり、低消費電力化も兼ね備えたものであるので、家庭用はもとより、病院など公共施設の設備や、旅館などの業務用の設備としての用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００２０】
１    本体
２    電機子巻線
３    かご形回転子
４    固定子
５    導体バー
６    永久磁石
８    回転翼
９    シャフト
１０  運転コンデンサ
１１  電動機
１２  始動コンデンサ
１３  ＰＴＣサーミスタ
１４  天井
１５  支柱
１６  上部カバー
１７  本体カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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